High-End
Terzian, der Lautsprecher

Technische Daten und Erläuterungen zum Lautsprecher

Die mechanischen und elektischen Grenzbereiche
Die Empfindlichkeit
Die Belastbarkeit
Der Frequenzgang/ Der Übertragungsbereich
Die Klirrfaktoren

Der Aufbau des Lautsprechers:
Das CHITIN als Bestandteil des Membranmaterials
Der Tieftöner
Der Hochtöner
Die Frequenzweiche
Das Gehäuse

Über die Zusammensetzung von Musiksignalen
Die Sinusschwingung und die Bedeutung ihrer
                        Frequenz,
                ihre Amplitude,
                ihre Dauer,
                ihre Phase,

Die akustische Phase des Lautsprechers

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Der ''Terzian'' von Intonation ist ein echter Klassiker. Er wird seit 1988 hergestellt.











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Die Spannungsgrenzen aufgrund mechanischer Grenzen des Tieftöners:

Untere Grenze: 15 Hz max. 7.5 V
51 Hz: relatives Auslenkungsminimum: max. 12 V
71 Hz: relatives Auslenkungsmaximum: max. 12 V
oberhalb von 71 Hz Abfall der Auslenkung mit 6 dB/Okt.

Die Spannungsgrenzen für die Aussteuerung des Terzian

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Die Empfindlichkeit:

in wohnraumähnlicher Umgebung beträgt die Empfindlichkeit 83 dB, das heißt, in 1 Meter Abstand wird mit einem Lautsprecher bei 1 Watt elektrischer Leistung ein Schalldruck von 83dB erzeugt. Beim Abhören von (üblicherweise) 2 Lautsprechern ergibt sich bei unkorrelierten Signalen auf beiden Boxen ein Schalldruck von 86 dB.

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Die Belastbarkeit:

Unter Berücksichtigung der angegebenen, maximal zulässigen Spannungen in den einzelnen Frequenzbereichen ergibt sich eine kurzzeitige Sinus-belastung von ca. 100 Watt (klassische Methode).
Die effektive Belastbarkeit hängt aber von der Größe und der Qualität der verwen-deten Endstufen ab. Bei Betrieb mit üblichem Musikprogramm treten verschiedene Arten von Belastungen auf: Die durchschnittliche Leistung über einen längeren Zeit-raum gemittelt beträgt in eine Abhör-lautstärke von 90 dB in 2 m Abstand etwa 5 - 10 Watt. Bei sehr sauber und dynamisch aufgenommener Musik können Pegelspitzen von 10 - 16 dB auftreten (das heißt 10-40 fache Leistung = 100 - 400 Watt).
Diese Pegelspitzen sind weitgehend ungefährlich, wenn sie von den Verstärkern sau-ber übertragen werden.

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Werden die Spitzen nicht sauber übertragen, sondern vom Verstärker begrenzt, so entstehen Oberwellen, die den Leistungsanteil der Hochtonwiedergabe deutlich ver-größern. Bei normaler Amplitudenverteilung wird der Hochtonbereich einer Box mit ca. 12 dB weniger Leistung belastet als der Tiefonbereich. Das ist ca. 1/20el der Nennleistung!

Bei Übersteuerung aber kann für den Hochtonlautsprecher die Belastung so groß werden wie für den Tieftöner. Da die Schwingspule des Hochtöners aber deutlich we-niger Leistung verarbeiten kann, wird sie bei dieser Art der Belastung überhitzt und kann durchbrennen.

Das zeigt, daß ein zu klein dimensionierter Verstärker für einen Lautsprecher bei höheren Lautstärken kritischer sein kann, als ein deutlich überdimensionierter Verstärker.

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Der Frequenzgang/ Der Übertragungsbereich:

in Reflexionsarmer Umgebung ergibt sich ein Sinus-Frequenzgang von

80 Hz - 21 kHz ± 3dB.

Es ergibt sich je nach Aufstellung ein Übertragungsbereich von

40 Hz bis 30 kHz ± 3dB.

Mit rosa Rauschen gemessen ergibt sich in wohnraumähnlicher Umgebung eine Über-tragung von Frequenzen zwischen

20 Hz (-14 dB)  und  40 kHz (-12dB).


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Die Klirrfaktoren:

Bei einer mittleren Aussteuerung von 92 dB ergibt sich in einem Frequenzbereich von 125 Hz - 12.5 kHz ein Abstand zwischen Grundwellen und Oberwellen von mindestens -42 dB. Das bedeutet:

k2/k3 bei 92 dB:     kleiner 0.8% (125 Hz - 15 kHz)

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Der Klirrfaktor des Terzian


Zu tieferen Frequenzen hin steigt der Klirrfaktor deutlich an, weil die Amplitude des 13-cm-Basses ab dieser Frerquenz nach unten hin nicht mehr wesentlich ansteigt. Das heißt, Oberwellen werden relativ gesehen deutlicher abgestrahlt als die entspre-chenden Grundwellen.

Zu hohen Frequenzen hin oberhalb von 15 kHz ist eine Klirrfaktorangabe ohne Bedeutung. Die erste Oberwelle von 15 kHz ist 30 kHz. 30 kHz werden aber nur noch mit -20 dB abgestrahlt und liegen ohnehin außerhalb der menschlichen Wahrneh-mung.

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Der Aufbau des TERZIAN:

Das CHITIN als Bestandteil des Membranmaterials

CHITIN ist bekannt als Bestandteil des Außenskeletts von Insekten und Krusten-tieren. Es ist leicht, starr, und es verfügt über eine hohe innere Dämpfung. Alle Chassis sind mit Chitin-Vollkonus-Membranen bestückt. Die Chitin-Membran ver-fügt über fünf Schichten, deren Zusammensetzung jeweils zu verschiedenen Mate-rialresonanzen führen. In bestimmten Gren-zen können diese Materialresonanzen so eingestellt werden, daß sie sich gegenseitig stören, bzw bedämpfen. Die Membranen zeichnen sich aus durch hohe Schall-Ausbreitungsgeschwindigkeit im Material bei gleichzeitig guter innerer Dämpfung. Die Kräfte, die durch die Schwingspulen in die Membran eingeleitet werden, können leicht 20 - 30 N groß werden. Durch ihre poröse Schichtstruktur sind die Membranen bei geringem Gewicht besonders starr und stabil und können diese Kräfte ohne sich zu verformen in Schalldruck umsetzen. Diese Eigenschaften sorgen für phasenstarres Verhalten im gesamten Übertragungs-bereich des jeweiligen Lautsprechers, ohne das ein Teil der Antriebsenergie in Ver-formungsenergie übergeht und so für die Schallerzeugung verloren geht. Es resultiert eine besonders dynamische und klangneutrale Wiedergabe.

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Der Tieftöner:

Es handelt sich um ein System mit Vollkonus-Tieftonmembran besonderer Steifigkeit und hoher innerer Dämpfung. Die Membran ist daher besonders partialschwin-gungsarm im gesamten Übertragungsbereich des Systems. Der in einem aufwendigen Fertigungsprozeß hergestellte Membranrohling wird mit einer besonderen Impräg-nierung getränkt. Nach Aushärtung dieser Imprägnierung wird die Membran auf der Drehbank geschliffen und auf ihre entgültige Form abgedreht.

Der Antrieb der Membran wird bewirkt durch eine aufwendige Spulenkonstruktion in Verbindung mit absolut präziser, sich gegenseitig bedämpfender Mehrfach-zentrierung. Diese Konstruktion ermöglicht einen linearen Hub von +/- 8 mm! Auch bei größten Auslenkungen tritt praktisch keine Amplitudenmodulation auf. Es ergibt sich daher eine besonders saubere Wiedergabe selbst bei größten mechanischen Beanspruchungen.

Der Tieftöner ist Teil des Gehäuses. Das System wird durch den Einbau in das Gehäuse in sich mechanisch optimal stabilisiert, gleichzeitig verhindert die Tiefton-Konstruktion zusätzlich jede Gehäuseschwingung.

Tieftöner und Frequenzweiche sind eine Funktionseinheit. Dadurch werden kürzeste Anschlüsse zwischen Weiche und Tieftonschwingeinheit realisiert.

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Der Hochtöner:

Das Hochtonsystem wird mit einer selektierte CHITIN-Membranen mit einer Masse von weniger als 0.1g aufgebaut! Durch den besonders kräftiger Antrieb eines Spe-zialmagnet mit 1.6T Induktion wird die Gesamtmasse von ca. 0.4g bewegt.

Die Anschlüsse der Schwingspule werden über 5-fach verstärkte hoch-flexible Anschlußlitzen direkt auf Flachkabelzuleitungen mit besonders großer Leiter-oberfläche geführt. Die Anschlußkabel führen ohne weitere Lötverbindung direkt an den Masse-Anschluß der Box, bzw an die Frequenzweiche. Die Systeme einer Box sind aufeinander abgestimmt und ein Boxenpaar enthält paarweise selektierte Chassis-Kombinationen, die alle einzeln numeriert sind.

Der Hochton-Lautsprecher besitzt keine Frontplatte, sondern er ist so konstruiert, daß er erst im eingebauten Zustand voll funktionsfähig ist. Die Box selbst ist Teil sowohl des Tief- als auch des Hochtöners. Der Einbau des Hochtöners verleiht dem Gehäuse zusätzlich eine besondere Stabilität wodurch die Schwingungsarmut des Gehäuses noch verbessert wird.

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Die Frequenzweiche:

Ausschließlich hochwertige Folienkondensatoren und selbstgefertigte, parame-teroptimierte Luftspulen kommen zum Einsatz. Es wird keine Platine benutzt, sondern die vergossene Weiche ist frei verdrahtet, wobei darauf geachtet wird, daß alle Verbindungen untereinander ausschließlich mit den Anschlußdrähten der Bauteile selbst vorgenommen werden und alle Bauteile so angeordnet werden, daß sie sich nicht gegenseitig durch elektrische oder magnetische Felder beeinflussen. Die Anschlüsse der Box sind direkt in die Frequenzweiche eingebaut. Auf diese Weise werden kürzeste und optimale elektrische Zuleitungen realisiert.

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Das Gehäuse:

Das Gehäuse besteht aus massivem, 20 mm starkem ACRYL-Glas. Dieses Material zeichnet sich durch Resonanzarmut und hohe innere Dämpfung aus. Das sehr kleine Netto-Volumen von ca. 5.5 Litern erlaubt keine stehenden Wellen innerhalb des Übertragungsbereiches des Tiefmitteltöners.

Das Gehäuse ist nicht aufschraubbar, sondern es ist an den Schnittkanten optimal miteinander verklebt und wirkt daher, nicht nur optisch sondern auch akustisch, wie aus einem Stück.

Die Abmessungen des Gehäuses: 16x37x26 cm (Breite x Höhe x Tiefe).
Das Gewicht eines Lautsprechers: 13 Kilogramm.

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Über die Zusammensetzung von Musiksignalen:

Jedes komplexe (Musik-)Signal läßt sich in seine "Bestandteile" zerlegen. Ver-gleichbar ist dies mit dem Aufbau von Materie. Man weiß, daß jede Art von Materie aus bestimmten Molekülen besteht, jedes Molekül wiederum aus bestimmten Atomen zusammengesetzt ist. Auf Musik übertragen heißt das: jedes Signal ist zusammen-gesetzt aus verschiedensten Klängen (z.B. viele verschiedene Instrumente = "Mole-kularebene").
Jedes dieser einzelnen Signale wiederum ist zusammengesetzt aus verschiedensten Sinus-Schwingungen. Diese Sinus-Schwingungen stellen quasi die "atomare" Ebene aller Klänge und Geräusche dar.
Jede dieser einzelnen Sinus-Schwingungen ist gekennzeichnet durch
1.) ihre Frequenz,
2.) ihre Amplitude,
3.) ihre Dauer und
4.) ihre Phase, das heißt: ihre zeitliche Relation zu jeder einzelnen anderen "Ele-mentarschwingung" aus dem entsprechenden komplexen Signal. Dies gilt in gleicher Weise für elektrische wie für akustische (mechanische) Schwingungen.

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1.) Die Frequenz

Die Frequenz einer Schwingung bestimmt die Tonhöhe, mit der die Schwingung vom Ohr wahrgenommen wird.


2.) Die Amplitude

Die Amplitude einer Schwingung bestimmt die Lautstärke, mit der eine einzelne Sig-nalkomponente (vordergründig) wahrgenommen wird.

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3.) Die Dauer

Die Bedeutung der Dauer einer Signalkomponente ist schon nicht mehr ganz einfach zu erklären. Sie kann zum Beispiel den charakteristischen Klang eines Instrumentes beeinflussen. Es gibt z.B. Instrumente, die sich praktisch nur durch ihr Einschwing-verhalten am Anfang eines Tones eindeutig identifizieren lassen. Wenn man also in solchen Fällen die Tonentstehung nicht hört, läßt sich nicht eindeutug bestimmen, welches Instrument gespielt wird. Das Signal eines solchen Instrumentes beinhaltet also "Elementarschwingungen", die nur am Klanganfang im Signal enthalten sind. Hier hat die Dauer einiger Elementarschwingungen also einen wesentlichen Einfluß auf die klangliche Darstellung bzw. Wiedererkennbarkeit eines Instrumentes.

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4.) Die akustische Phase

Die Bedeutung der (akustischen) Phase ist sehr komplex: die zeitliche Abfolge der Entstehung und des Verschwindens einzelner Elementarschwingungen innerhalb eines komplexen Signals ist nicht beliebig sondern beinhaltet wesentliche Information über räumliche Abbildung und über klangliche Eigenschaften einer Signalquelle.

Die einzelnen Signalkomponenten entstehen nicht alle gleichzeitig sondern weisen auch in ihrem Entstehungszeitpunkt genau definierbare zeitliche Verhältnisse zueinan-der auf.
Diese zeitlichen Relationen sind durch die Phasen der Einzelkomponenten festgelegt. Die Phasenverhältnisse, die z.B. auf eine Schallplatte zwischen den Signalkomponen-ten gespeichet sind, lassen sich meßtechnisch eindeutig bestimmen. Eine richtige Wiedergabe solcher komplexen Signale ist nur dann möglich, wenn auch diese zeit-lichen Verhältnisse zwischen den einzelnen "Elementarschwingungen" durch den wie-dergebenden Lautsprecher nicht verändert werden.

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Ein Lautsprecher muß sich also auch phasenmäßig neutral verhalten. Das heißt, er darf die Phasenlagen der Elementarschwingungen nicht gegeneinander verschieben. Dies ist nur dann der Fall, wenn ein Lautsprecher eine "konstante akustische Phase" aufweist, bzw. wenn ein Lautsprecher bei Veränderung der Wiedergabe-Frequenz keine zusätzlichen, nicht im Signal enthaltene Phasenänderungen erzeugt.

Die Korrelation von phasenrichtiger Wiedergabe und räumlicher Abbildung wurde in Aachen am Institut für Technische Akustik meßtechnisch und in Hörversuchen unter-sucht. Das Ergebnis der Untersuchungen war, daß besonders in einem Frequenz-bereich von 300 Hz bis wenigstes 3000 Hz eine starke Beeinflussung der räumlichen Abbildung durch das Phasenverhalten des Lautsprechers bewirkt wird: je konstanter der Phasengang des Lautsprechers in diesem Bereich ist (konstanter Amplitudengang wird dabei ohnehin vorausgesetzt), um so eindeutiger wird die räumliche Darstellung.

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Ein Lautsprecher sollte also mindestens in einem Bereich von 300 Hz bis 3000 Hz eine möglichst konstante akustische Phase aufweisen. Graphisch würde dies im Ideal-fall einer eben verlaufenden Geraden entsprechen.

Ist die Phase nicht konstant, sondern ändert sie sich mit der Frequenz, so sollte diese Änderung konstant sein (was eigentlich nur einer zeitlichen Verschiebung des Ge-samtsignals entspricht). Das heißt, graphisch dargestellt ergibt sich dann im Idealfall eine Gerade mit konstanter (negativer) Steigung in diesem Frequenzbereich. Je größer der Bereich ist, in dem die Phase, oder die Phasenänderung über der Fre-quenz, "konstant" ist, um so richtiger wird die akustische Abbildung über den ent-sprechenden Lautsprecher sein. Stimmt darüber hinaus auch der Amplitudengang und das Ein- und Ausschwingverhalten des Lautsprechers, dann werden (emotionslos ausgedrückt) Musiksignale nicht nur räumlich richtig, sondern auch klanglich naturgetreu wiedergegeben.

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Die akustische Phase des Lautsprechers Terzian

Die akustische Phase des Terzian verläuft in einem Frequenzbereich von 100 Hz bis 17 kHz praktisch geradlinig, also konstant.

Die akustische Phase des Terzian

In Verbindung mit dem äußerst ausgeglichenen Frequenzgang und dem aperiodischen Ein- und Ausschwingverhalten des Lautsprechers ergibt sich eine perfekte räumliche Abbildung bei einem absolut naturgetreuen Klangbild.

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